реагент «синсил» – разжижитель буровых растворов на водной

УДК 622.24
РЕАГЕНТ «СИНСИЛ» – РАЗЖИЖИТЕЛЬ
БУРОВЫХ РАСТВОРОВ НА ВОДНОЙ ОСНОВЕ
Ишбаев Гниятулла Гарифуллович – д.т.н., профессор, генеральный директор
ООО НПП «БУРИНТЕХ», (347) 246-08-72, 291-25-32
Дильмиев Марат Рафаилович – начальник службы буровых растворов
ООО НПП «БУРИНТЕХ», (347) 292-26-46, mdilmiev@burinteh.com
Христенко Алексей Витальевич – к.т.н., заведующий испытательной лаборатории
буровых растворов ООО НПП «БУРИНТЕХ», (347) 291-25-43, khristenko@burinteh.com
Петров Дмитрий Валерьевич – ведущий инженер-технолог испытательной
лаборатории буровых растворов ООО НПП «БУРИНТЕХ», (347) 291-25-43,
petrovdv@burinteh.com
Майданова Анна Владимировна – к.х.н., инженер 2 категории испытательной
лаборатории буровых растворов ООО НПП «БУРИНТЕХ», (347) 291-25-43,
maydanova@burinteh.com
Ложкин Сергей Сергеевич – к.х.н., инженер 1 категории испытательной лаборатории
буровых растворов ООО НПП «БУРИНТЕХ», (347) 291-25-43, lozhkin@burinteh.com
Ключевые слова: реагенты - понизители вязкости, комплексообразователь, глинистые буровой раствор, противосальниковое действие, ингибирование набухания
глины.
Разработан высокоэффективный комплексный реагент-стабилизатор реологии
«Синсил», который в концентрации 2-4 кг/м3 снижает вязкость глинистых растворов, предотвращает сальникообразование и ингибирует набухание глины.
SINSIL AGENT – THINNER
FOR WATER-BASED DRILLING FLUIDS
Ishbaev, Gniyatulla G. – Dr.Tekh.Sci., professor, general director, LLC NPP Burinteh,
(347) 246-08-72, 291-25-32
Dilmiev, Marat R. – head of mud service, LLC NPP Burinteh,
(347) 292-26-46, mdilmiev@burinteh.com
Khristenko, Alexey V. – Cand.Tech.Sci., head of drilling mud testing laboratory,
LLC NPP Burinteh, (347) 291-25-43,khristenko@burinteh.com
Petrov, Dmitry V. – lead process engineer, drilling mud testing laboratory,
LLC NPP Burinteh, (347) 291-25-43,petrovdv@burinteh.com
Maidanova, Anna V. – Cand.Chem.Sci., engineer grade 2, drilling mud testing laboratory,
LLC NPP Burinteh, (347) 291-25-43,maydanova@burinteh.com
Lozhkin, Sergey S. - Cand.Chem.Sci., engineer grade 1, drilling mud testing laboratory,
LLC NPP Burinteh, (347) 291-25-43,lozhkin@burinteh.com
Key words: thinners, complexing agent, clay mud, anti-packing effect, clay swelling inhibition.
A high performance complex sequestering agent “Sinsil” has been developed, which thins
out clay muds, prevents packing and inhibits clay swelling, with weight by volume of
2-4 kg/m3.
урение скважин в глинистых
отложениях имеет ряд особенностей, обусловленных
интенсивной наработкой глинистой фазы, увеличением вязкости
буровых растворов и высокой вероятностью образования сальников
на элементах КНБК.
Реагенты-разжижители буровых
растворов на водной основе явля-
Б
24
ются незаменимыми при бурении с
постоянной наработкой твердой
фазы.
Разжижители
снижают
структурную вязкость, разрушают
пространственную сетку, что создает возможность уменьшения реологии бурового раствора.
Анализ литературных и патентных данных показал, что в качестве
разжижителей глинистых растворов
Вестник Ассоциации буровых подрядчиков
могут использоваться вещества самой разнообразной природы: полимерные соединения (танины, лигниты, феррохромлигносульфонаты
(ФХЛС), окисленные лигносульфонаты – окзилы и др.), комплексообразующие соединения (полифосфаты, нитрилотриметилфософоновая
кислота (НТФ) и др.) и ряд других.
Причем следует отметить, что в
ряде случаев при смешении отдельных компонентов может наблюдаться взаимное усиление (синергизм) их разжижающего действия
[1-3].
Однако, по факту, многие продукты, заявленные, как разжижители не обладают требуемыми свойствами, либо эффективные концентрации оказываются значительно выше заявленной производителями. Это свидетельствует об актуальности разработки эффективных
реагентов-разжижителей для буровых растворов.
В связи с этим в Испытательной
лаборатории буровых растворов
ООО НПП «БУРИНТЕХ» исследовано разжижающее действие ряда
индивидуальных компонентов и их
смесей. В результате разработан
эффективный реагент – понизитель вязкости «Синсил», рекомендуемый к применению при бурении
скважин в геологических разрезах с
высоким содержанием глинистых
пород.
Влияние добавок реагентов на
параметры бурового раствора определялось согласно «Методике контроля параметров буровых растворов» в соответствии с API R.P.13B-1.
Эффективность понизителей вязкости оценивали на бентонитовой
суспензии, содержащей 6,9% бентонита «Медиум» (Система 1) или
исходный глинистый раствор плотностью 1060 кг/м3 с 0,3% полимера
«Праестол 2540» (Система 2). Исходные растворы обрабатывались
исследуемыми реагентами или их
смесями в концентрации от 2×10-5
до 1,1×10-3% с последующим измерением реологических параметров
полученных растворов. В ряде случаев (два и более компонентов в
смеси) обработанные реагентами
растворы подвергались термостатированию при 90°С, а также создавались условия «загрязнения» испытуемых растворов путем добавления
1 2015
Таблица 1. Разжижающие свойства реагента «Синсил»
ПБН, имитирующего выбуренную
глину, в количестве 50 кг/м3.
Объектами исследований были
выбраны полимерные и комплексо-
Как видно из результатов таблицы 1 добавление 2 кг/м3 (0,2%) реагента «Синсил» эффективно разжижает глинистый буровой раствор.
Таблица 2. Противосальниковые свойства реагента «Синсил»
образующие соединения, соли и
ряд других реагентов. В зависимости от строения и концентрации
индивидуальных реагентов-разжижителей процент снижения статического напряжения сдвига (CНС)
и динамического напряжения сдвига (ДНС) составил 21-51% и 29-67%
соответственно. Обнаружено, что
смеси двух или более компонентов
в аналогичных концентрациях снижают CНС и ДНС на 34-90% и 5198% соответственно. На основе
наиболее эффективных смесей
комплексообразователей и полимерных соединений разработан
реагент-разжижитель «Синсил».
Свойства реагента «Синсил» сравнивали с промышленно производимым «Силикатным реагентом»,
который также проявляет разжижающее, ингибирующее и противосальниковое действие.
Разжижающие свойства разработанного реагента превосходят разжижающие свойства «Силикатного
реагента», добавленного в удвоен-
ной концентрации 4 кг/м3 (0,4%).
Следует отметить, что при термостатировании или в условиях
«загрязнения» не модифицированной глиной «ПБН» реагент «Синсил» также эффективнее разжижал
буровой раствор по сравнению с
«Силикатным реагентом». Процент
снижения CНС и ДНС в присутствии 0,2% реагента «Синсил» составил 32-100% и 52-93% соответственно.
Влияние разработанного реагента на противосальниковые свойства
раствора проверено в тесте на аккрецию с использованием металлических стержней. Сущность метода
состоит в размещении стального
Рис. 1. Ингибирующие свойства реагента «Синсил».
Вестник Ассоциации буровых подрядчиков
1 2015
25
стержня известной массы в ячейке
старения, помещённой в лабораторную роллерную печь OFI-5. В
ячейку помещается испытываемый
буровой раствор и твёрдые частицы
глинистой породы. Частицы глины
равномерно размещаются вокруг
центрированного стержня. Ячейку
закрывают и вращают при комнатной температуре определенный
промежуток времени. Процент (по
массе) шлама, прилипшего к металлическому стержню, определяют
после его удаления, промывания и
высушивания (таблица 2 столбец 2).
Шлам, сохранивший свою целостность (не диспергированный) и не
прилипший к стержню отделяется
от раствора при помощи сетки с
размером ячейки 1 мм (таблица 2
столбец 3). Масса диспергированного шлама рассчитывается как
разность между начальной массой
глинистого шлама, помещённого в
ячейку и значений в столбцах 2 и 3
таблицы 2.
Разработанный реагент «Синсил» обладает высоким противосальниковым действием. Например, в концентрации 2 кг/м3 реагент
«Синсил» снижает сальникообразование на 99%, тогда как в аналогичной концентрации «Силикатный
реагент» – на 89% (таблица 2).
26
Сравнение с промышленно производимым «Силикатным реагентом», проявляющим ингибирующие свойства, показало, что ингибирующее действие реагента «Синсил» на глину превосходит аналогичный параметр «Силикатного
реагента» (Рисунок 1).
Выводы
Разработан высокоэффективный реагент-стабилизатор реологии «Синсил» на основе комплексообразователей и полимерных соединений, который в концентрации
2 кг/м3 снижает вязкость глинистых
растворов, предотвращает сальни-
кообразование и ингибирует набухание глины.
При термостатировании или в
условиях «загрязнения» глиной
ПБН реагент «Синсил» также эффективно разжижал буровой раствор. Процент снижения CНС и
ДНС в присутствии 0,2% реагента
«Синсил» составил 32-100% и 5293% соответственно.
Разработанный реагент «Синсил» обладает высоким противосальниковым действием в концентрации 2 кг/м3 снижает сальникообразование на 99%.
Литература
1. Ишбаев Г.Г., Дильмиев М.Р., Христенко А.В., Асабина Ю.М., Козлова А.К.
Методика оценки эффективности работы разжижителей буровых растворов на водной основе. Инженерная практика, 2012, № 10, с. 58-61.
2. Булатов А.И., Пеньков А.И., Проселков Ю.М. Справочник по промывке скважин. М.: изд-во «Недра», 1984, 317 с.
3. Рязанов Я.А. Энциклопедия по буровым растворам.- Оренбург: изд-во «Летопись»,
2005, 664 с.
Литература / References
1. Ishbaev G.G., Dilmiev M.R., Khristenko A.V., Asabina Yu.M., Kozlova A.K. Methods to
assess the performance of water mud thinners. Engineering Practice, 2012, № 10, p. 58-61.
2. Bulatov A.I., Penkov А.I., Proselkov Yu.M. Well cleanout reference book. - М.: Nedra
Publishing House, 1984, 317 p.
3. Ryazanov Ya.A. Drill mud encyclopedia.- Orenburg: Letopis Publishing House, 2005,
664 p.
Вестник Ассоциации буровых подрядчиков
1 2015